第一篇：衛(wèi)星遙測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)過(guò)程控制

1．１系統(tǒng)應(yīng)用框架設(shè)計(jì)過(guò)程

基于遙測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求，必須有一個(gè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)中心，以數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)的形式保存和處理相關(guān)用戶需求，對(duì)外的數(shù)據(jù)用戶主要包括綜合測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù)比對(duì)用戶、辦公室數(shù)據(jù)分析用戶、技術(shù)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)驗(yàn)證用戶以及其它現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)用戶，因此，基于虛擬平臺(tái)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)。

1．２虛擬數(shù)據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于上文中虛擬平臺(tái)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用系統(tǒng)框架，本文設(shè)計(jì)了基于虛擬平臺(tái)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)共包含７個(gè)方面的內(nèi)容，分別為：衛(wèi)星數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)中心、數(shù)據(jù)管理控制中心、數(shù)據(jù)判讀中心、測(cè)試數(shù)據(jù)中心、仿真數(shù)據(jù)中心、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)應(yīng)用中心。衛(wèi)星數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)中心基礎(chǔ)應(yīng)用層面進(jìn)行數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用的配置設(shè)計(jì)，為管理中心提供數(shù)據(jù)管理基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)管理中心對(duì)全壽命周期數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和存儲(chǔ)，并對(duì)外提供數(shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)據(jù)判讀中心對(duì)衛(wèi)星研制過(guò)程中產(chǎn)生的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)判讀，并提供報(bào)警服務(wù)。測(cè)試數(shù)據(jù)中心是對(duì)衛(wèi)星地面測(cè)試時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)提供監(jiān)視、判讀與訂閱服務(wù)的數(shù)據(jù)中心。仿真數(shù)據(jù)中心是衛(wèi)星研制任務(wù)仿真驗(yàn)證中心驗(yàn)證的衛(wèi)星任務(wù)、接口以及指標(biāo)相關(guān)的衛(wèi)星驗(yàn)證數(shù)據(jù)，為衛(wèi)星研制提供數(shù)據(jù)支持。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心是衛(wèi)星研制過(guò)程中外場(chǎng)測(cè)試、聯(lián)試以及發(fā)射場(chǎng)等產(chǎn)生的外部數(shù)據(jù)，通過(guò)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸入庫(kù)，保證全壽命周期數(shù)據(jù)的得到存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)應(yīng)用中心主要對(duì)外部數(shù)據(jù)用戶開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用軟件，包括監(jiān)視、統(tǒng)計(jì)以及相關(guān)查詢分析軟件。

2數(shù)據(jù)系統(tǒng)單元設(shè)計(jì)控制

2．１衛(wèi)星數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)中心

衛(wèi)星全壽命周期數(shù)據(jù)程設(shè)計(jì)中心，主要是在衛(wèi)星整星論證準(zhǔn)備前期階段，建立衛(wèi)星全壽命周期數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)模型，規(guī)劃全壽命周期數(shù)據(jù)。系統(tǒng)以被設(shè)計(jì)衛(wèi)星的功能模型為核心，通過(guò)建模工具，建立被設(shè)計(jì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)模型，通過(guò)該數(shù)據(jù)模型能夠用系統(tǒng)性的工具將設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)模型導(dǎo)入到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，進(jìn)行錄入，自動(dòng)生成應(yīng)用指令序列，送交設(shè)計(jì)執(zhí)行和判讀系統(tǒng)開(kāi)展工作。系統(tǒng)總的功能結(jié)構(gòu)劃分。衛(wèi)星數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)中心完成衛(wèi)星研制前期的功能項(xiàng)目設(shè)計(jì)與測(cè)試設(shè)計(jì)流程規(guī)劃，共需研發(fā)３個(gè)軟件，分別包括型號(hào)狀態(tài)配置工具軟件、系統(tǒng)管理軟件、系統(tǒng)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)軟件。

2．２數(shù)據(jù)管理與控制中心

衛(wèi)星全壽命周期數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)管理編輯軟件作為參數(shù)、指令以及應(yīng)用管理配置的重要的管理軟件，是衛(wèi)星全壽命周期數(shù)據(jù)系統(tǒng)建設(shè)中的重要核心系統(tǒng)。該項(xiàng)目是在現(xiàn)有衛(wèi)星地面測(cè)試系統(tǒng)上建立一個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，作為衛(wèi)星數(shù)據(jù)配置信息的統(tǒng)一存儲(chǔ)地。同時(shí)開(kāi)發(fā)出對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理的系統(tǒng)，以適應(yīng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)多用戶、長(zhǎng)期、需求的實(shí)際情況，逐步實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用流程信息化、設(shè)計(jì)過(guò)程自動(dòng)化，充分利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)資源，提高衛(wèi)星研制的效率和質(zhì)量。

2．３數(shù)據(jù)判讀中心

智能判讀技術(shù)對(duì)衛(wèi)星在設(shè)計(jì)過(guò)程和驗(yàn)證過(guò)程中產(chǎn)生的大量實(shí)時(shí)、歷史遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析衛(wèi)星海量參數(shù)信息的內(nèi)在聯(lián)系、變化規(guī)律，以及這些變化關(guān)系與衛(wèi)星健康狀態(tài)、工作狀態(tài)之間的關(guān)系，從而生成與故障診斷需要的故障模式、故障診斷模型。設(shè)計(jì)過(guò)程中，故障診斷服務(wù)器接收衛(wèi)星遙測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)衛(wèi)星遙測(cè)數(shù)據(jù)、故障模式以及故障診斷模式信息，判斷衛(wèi)星目前所處的狀態(tài)，診斷故障機(jī)理，并將診斷結(jié)果、應(yīng)急處理信息發(fā)送給多星數(shù)據(jù)管理中心管理員，給地面分析人員提出指導(dǎo)性建議，盡快將衛(wèi)星從故障狀態(tài)恢復(fù)成正常狀態(tài)。

2．４測(cè)試數(shù)據(jù)中心

測(cè)試系統(tǒng)的ＭＴＰ接收控制臺(tái)指令發(fā)送請(qǐng)求，并對(duì)照配置信息核對(duì)后將遙控指令數(shù)據(jù)發(fā)送到遙控前端，由前端再經(jīng)測(cè)控分系統(tǒng)將完整的遙控幀數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線信道發(fā)送到星上。ＭＴＰ接收遙測(cè)前端的遙測(cè)幀數(shù)據(jù)，并進(jìn)行解析，廣播完整幀數(shù)據(jù)，并接收對(duì)外的包數(shù)據(jù)、參數(shù)處理結(jié)果的訂閱服務(wù)，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器接收綜合測(cè)試局域網(wǎng)上ＵＤＰ廣播幀數(shù)據(jù)，解析幀、包、參數(shù)數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)入庫(kù)，對(duì)外提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)訂閱監(jiān)視、歷史數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)、曲線顯示功能。

2．５仿真數(shù)據(jù)中心

仿真系統(tǒng)是衛(wèi)星研制過(guò)程不可缺少的技術(shù)驗(yàn)證手段。衛(wèi)星平臺(tái)虛擬仿真測(cè)試系統(tǒng)具有兩種系統(tǒng)仿真模式：全數(shù)字仿真模式和半物理仿真模式。全數(shù)字仿真環(huán)境作為整個(gè)仿真系統(tǒng)任務(wù)配置和調(diào)度的核心，負(fù)責(zé)對(duì)仿真任務(wù)的配置和加載與仿真型號(hào)對(duì)應(yīng)的仿真軟件和星載飛行程序，負(fù)責(zé)仿真場(chǎng)景的設(shè)置、仿真過(guò)程的控制及提供仿真數(shù)據(jù)的顯示；半物理仿真環(huán)境下，由星務(wù)主機(jī)半物理仿真設(shè)備完成星務(wù)的仿真任務(wù)，仿真系統(tǒng)作為星務(wù)主機(jī)的遙測(cè)遙控前端，與其他分系統(tǒng)全數(shù)字仿真或半物理仿真系統(tǒng)一起配合運(yùn)行完成星務(wù)半物理仿真任務(wù)、姿軌控半物理或其他分系統(tǒng)的仿真任務(wù)。

2．６遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心

衛(wèi)星遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心實(shí)時(shí)接收處理發(fā)射場(chǎng)區(qū)、在軌等外場(chǎng)區(qū)衛(wèi)星數(shù)據(jù)、調(diào)度信息、視頻等信息，對(duì)衛(wèi)星狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視分析。建立以遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制為主、北京遠(yuǎn)程支持為輔的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)共享與監(jiān)視模式，將外場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)下行遙測(cè)數(shù)據(jù)源碼、遙控指令執(zhí)行信息和視頻采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳回北京，支持專(zhuān)家和型號(hào)設(shè)計(jì)師、測(cè)試人員實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)判讀，遠(yuǎn)程監(jiān)視外場(chǎng)的技術(shù)進(jìn)展，遠(yuǎn)程支持、參與外場(chǎng)的技術(shù)狀態(tài)分析、異常問(wèn)題分析以及故障處理，提高設(shè)計(jì)師和測(cè)試人員的并行工作效率。

3通訊協(xié)議設(shè)計(jì)控制

3．１以太網(wǎng)通信接

該接口負(fù)責(zé)按照接口協(xié)議進(jìn)行整個(gè)遙測(cè)管理與應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。此通信協(xié)議是一個(gè)廣域網(wǎng)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)協(xié)議，適用此系統(tǒng)內(nèi)部７個(gè)系統(tǒng)模塊內(nèi)部的通信，還適用系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的協(xié)議，也適用仿真測(cè)試系統(tǒng)全數(shù)字仿真部分。

3．２ＣＡＮ通信接口

此協(xié)議適用于半物理仿真部分的半物理設(shè)備間的協(xié)議。在小衛(wèi)星的半物理仿真方式下，各仿真分系統(tǒng)與星務(wù)主機(jī)的通訊通過(guò)接口轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)采用小衛(wèi)星ＣＡＮ總線通訊協(xié)議進(jìn)行信。接口轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)１９英寸４Ｕ機(jī)箱１臺(tái)，機(jī)箱內(nèi)安裝１塊電源控制板卡、４塊下位機(jī)仿真板卡和１塊星務(wù)主機(jī)仿真板卡。

4設(shè)計(jì)過(guò)程基線控制

4．１設(shè)計(jì)基線確立過(guò)程控制

基線在配置管理計(jì)劃中規(guī)劃，在指定里程碑處創(chuàng)建，并與項(xiàng)目中的里程碑保持同步，每個(gè)基線都將接受配置管理的嚴(yán)格控制。設(shè)計(jì)基線是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的一些關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)，便于檢查和確認(rèn)設(shè)計(jì)階段的開(kāi)發(fā)成果，同時(shí)也有利于變更控制，設(shè)計(jì)基線的確定過(guò)程如圖５所示?；€是下一步開(kāi)發(fā)和修改的基準(zhǔn)和出發(fā)點(diǎn)。有了設(shè)計(jì)基線的規(guī)定后，就可以禁止跨越里程碑去修改設(shè)計(jì)階段“已凍結(jié)”的工作成果。作為設(shè)計(jì)階段的產(chǎn)品線應(yīng)是穩(wěn)定的，設(shè)計(jì)基線的規(guī)格說(shuō)明應(yīng)該是通過(guò)評(píng)審的，對(duì)基線的修改將嚴(yán)格按照變更控制要求進(jìn)行。

4．２設(shè)計(jì)基線變更過(guò)程控制

設(shè)計(jì)變更控制是通過(guò)創(chuàng)建產(chǎn)品基線，在整個(gè)軟件生命周期中對(duì)軟件變化進(jìn)行控制。變更控制的主要目的是創(chuàng)建一套控制軟件修改的機(jī)制，保證生產(chǎn)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的軟件，同時(shí)保證在同一版本中的各元素可以正常工作，以確定在變更控制過(guò)程中控制什么、如何控制、誰(shuí)控制變更、何時(shí)接受變更、批準(zhǔn)和測(cè)試。

5結(jié)論

衛(wèi)星全壽命周期數(shù)據(jù)應(yīng)用已經(jīng)被越來(lái)越多的專(zhuān)家重視。本文在全壽命周期數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程控制管理，旨在提高軟件的開(kāi)發(fā)效率。研究了航天衛(wèi)星遙測(cè)數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程的基本框架，本文以模塊化化設(shè)計(jì)的理念，分析了衛(wèi)星數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)框架、模塊和功能結(jié)構(gòu)，為保證設(shè)計(jì)過(guò)程有序，最后對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程的基線確定和基線變更給出了分析。

第二篇：配電室遙測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（范文）

系統(tǒng)通過(guò)前端數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)不同配電室的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)的實(shí)時(shí)采集,同時(shí)將結(jié)果儲(chǔ)存在本地工業(yè)控制器中,根據(jù)需要主動(dòng)傳輸?shù)街骺貦C(jī),或由主控機(jī)直接從工業(yè)控制器提取數(shù)據(jù).主控機(jī)將各配電室的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提取后集中儲(chǔ)存,通過(guò)組態(tài)軟件實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)結(jié)果以及數(shù)據(jù)的管理,在一個(gè)中心控制臺(tái)完成各個(gè)地點(diǎn)的監(jiān)測(cè)和計(jì)量工作.

采集數(shù)據(jù)包括:高,低壓開(kāi)關(guān)狀態(tài),環(huán)境溫度,濕度,煙感(模擬量),繼電保護(hù)器,高壓斷路器,直流屏,補(bǔ)償柜(rs-232),出線計(jì)量,變壓器溫度(rs-485),低壓斷路器(modbus).采用局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸.一,發(fā)展與現(xiàn)狀

1964年美國(guó)的一次電網(wǎng)大停電導(dǎo)致了一個(gè)工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控(scada-supervisory control and data acquisition)的誕生.電網(wǎng)調(diào)度需要調(diào)度員實(shí)時(shí)(秒級(jí))把握地理位置非常分散的各變電站和電廠的運(yùn)行情況.這套系統(tǒng)仍然廣泛使用和完善,在此基礎(chǔ)上又出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)(dcs-distributed control systems).還有過(guò) 程 控 制 系 統(tǒng)(pcs-process control systems),緊急關(guān)閉系統(tǒng)(emergency shut-down system),系統(tǒng)/能量管理系統(tǒng)等等.我國(guó)電力自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展到今天大致經(jīng)歷了三個(gè)階段:70年代引進(jìn)的基于scada系統(tǒng)可作為第一代,如華北電網(wǎng)的sd176系統(tǒng),國(guó)調(diào)中心的h80e系統(tǒng);80年代引進(jìn)的ems系統(tǒng)可稱為第二代.第三個(gè)階段是20世紀(jì)90年代以后,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基于risc/unix的開(kāi)放式分布式ems/dms系統(tǒng),以cc-XX系統(tǒng),sd-6000和open-XX系統(tǒng)為代表.二,目的,意義

由配電系統(tǒng)的發(fā)展可以看出電力系統(tǒng)極為龐大各國(guó)投入大量資金,人力建立電能管理系統(tǒng).而且各大學(xué)校園也都曾發(fā)生過(guò)停電事故,甚至有因電失火的災(zāi)難,對(duì)大學(xué)校園用電的智能化管理已成為必然趨勢(shì).如上文提到各系統(tǒng)雖然功能強(qiáng)大,但過(guò)于復(fù)雜,受投入資金限制不可能購(gòu)買(mǎi)成套系統(tǒng),而且校園配電室的電壓也只有10-35kv,所以采用自主研發(fā).針對(duì)校園配電室,設(shè)計(jì)基于scada,dcs之間,并適當(dāng)增減功能的系統(tǒng),以適應(yīng)首經(jīng)貿(mào)的配電系統(tǒng).完成對(duì)校園用電網(wǎng)絡(luò)的智能改造,并為設(shè)計(jì)更加復(fù)雜的系統(tǒng)打下基礎(chǔ)鍛煉實(shí)際應(yīng)用能力積累經(jīng)驗(yàn).三,設(shè)計(jì)方案

通過(guò)智能終端設(shè)備完成對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況,數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)視;運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)選用可靠的通訊協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X主機(jī);主機(jī)通過(guò)組態(tài)軟件建立友好的人機(jī)界面,系統(tǒng)模型實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)演示,并對(duì)一些基本量進(jìn)行控制;建立數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以便查詢,處理后數(shù)據(jù)以表格形式定期發(fā)往主管部門(mén)電腦,或直接由其主動(dòng)查詢.整個(gè)系統(tǒng)類(lèi)似于下圖,具體的人機(jī)界面及其動(dòng)態(tài)曲線設(shè)計(jì)后再截取.預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)功能有:遠(yuǎn)程智能抄表使網(wǎng)絡(luò)上賦予權(quán)限的計(jì)算機(jī)可以直接接收和查詢用電信息,各個(gè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)量的實(shí)時(shí)變動(dòng)曲線動(dòng)態(tài)顯示,即時(shí)和總體數(shù)據(jù)顯示,異常情況報(bào)警,對(duì)開(kāi)關(guān)的控制,各個(gè)時(shí)期數(shù)據(jù)的整理與存檔,報(bào)表的打印和傳輸.四,難點(diǎn)及解決方案

1,數(shù)據(jù)采集:畢設(shè)重心在軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì),采用采集模塊應(yīng)用各種智能儀表.生產(chǎn)這種產(chǎn)品的公司很多,例如國(guó)內(nèi)的大連恒源,青島世潤(rùn),西安浐河等,國(guó)外的lattice semiconductor,adi(analog devices),微軟也正涉足這個(gè)領(lǐng)域,采集模塊任選一款他們的成品不進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì).2,數(shù)據(jù)傳輸:連接物理層采用rs485接口

介質(zhì)采用帶屏蔽地的雙絞線,數(shù)據(jù)鏈路層采用modbus通信方式.協(xié)議方面bacnet和lonworks是目前國(guó)內(nèi)構(gòu)建集成系統(tǒng)中最常采用的兩種通信協(xié)議,兩者都以滿足開(kāi)放性和互操作性為目的,雖然從目前的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率上看lonworks略占優(yōu)勢(shì),但這并不能代表lonworks優(yōu)于bacnet,相反在智能樓宇系統(tǒng)集成方面,bacnet具有l(wèi)onworks不具備的優(yōu)點(diǎn).而我所做的課題,是針對(duì)校園內(nèi)多座建筑進(jìn)行電力智能化管理,所以選用bacnet(building automationand control network).3,數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)分析:數(shù)據(jù)庫(kù)是系統(tǒng)存貯大量信息的核心部件,雖然目前大多智能建筑系統(tǒng)采用微軟公司的access數(shù)據(jù)庫(kù),從信息存貯的角度也許是夠用的,但由于其安全性較差,目

前發(fā)展趨勢(shì)是越來(lái)越多的系統(tǒng)采用微軟公司的sql server

數(shù)據(jù)庫(kù),這無(wú)疑對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性,免遭黑客的襲擊以及保

存數(shù)據(jù)庫(kù)的操作日志方面有了很大的進(jìn)步.因?yàn)閺膩?lái)沒(méi)有接

觸過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí),通過(guò)查閱資料得知組態(tài)軟件都附有access

數(shù)據(jù)庫(kù),暫時(shí)選用access數(shù)據(jù)庫(kù),確實(shí)不能滿足操作日志或

者安全性時(shí)再考慮外掛sql server數(shù)據(jù)庫(kù).組態(tài)軟件具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)功能,但據(jù)說(shuō)數(shù)據(jù)分析功能

薄弱,要提取出來(lái)由其他軟件進(jìn)行分析.看了兩款聯(lián)系數(shù)據(jù)庫(kù)的語(yǔ)言sql,filewritefiles.sql是通用的功能極強(qiáng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言,但聽(tīng)比較復(fù)雜,而后者函數(shù)方法相對(duì)簡(jiǎn)單,選用filewritefiles學(xué)來(lái)應(yīng)該容易.如果access數(shù)據(jù)庫(kù)不能滿足安全要求,就同時(shí)改選用sql.4,人機(jī)界面:因?yàn)楣こ塘看?選用vb,java實(shí)間上很倉(cāng)促,而且電力器件的編譯很可能因?yàn)椴灰?guī)范而無(wú)法實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能,所以使用組態(tài)軟件調(diào)用其自帶模塊圖形進(jìn)行編譯,只要配置函數(shù)命令與設(shè)備協(xié)調(diào)好,建立起數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián),相對(duì)容易些,而且對(duì)于校園配電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是足夠用的,很多復(fù)雜的智能建筑監(jiān)控系統(tǒng)(包括采暖,制冷及空調(diào)分系統(tǒng),照明設(shè)備控制分系統(tǒng),給排水分系統(tǒng),電梯控制分系統(tǒng),供配電分系統(tǒng),停車(chē)場(chǎng)管理分系統(tǒng)等綜合)也只是用組態(tài)軟件做的.組態(tài)軟件還是第一次使用,看了一些工程實(shí)例,下載了三維力控的pcauto 3.6,和組態(tài)王kingview6.5,還有ifix等.導(dǎo)師推薦用組態(tài)王有正版的光盤(pán),而且下載的組態(tài)軟件沒(méi)有驅(qū)動(dòng)程序,設(shè)計(jì)的系統(tǒng)沒(méi)有“狗”的密碼無(wú)法運(yùn)行.已經(jīng)下載了組態(tài)王的命令函數(shù)手冊(cè),使用手冊(cè)等,只需努力學(xué)習(xí).五,進(jìn)度安排

前3周:調(diào)研翻譯英文資料及大概的方案設(shè)計(jì),開(kāi)題.第4周:總體方案的詳細(xì)設(shè)計(jì).第5—7周:熟悉采集模塊的工作原理及應(yīng)用,組態(tài)軟件的使用,熟悉各相關(guān)傳感器的使用.第8—14周:檢測(cè)控制程序設(shè)計(jì).第15周:系統(tǒng)調(diào)試.第16周:撰寫(xiě)論文

第17周:論文評(píng)閱及答辯資格審查.第18周:畢業(yè)答辯及成績(jī)?cè)u(píng)定.

第三篇：衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)

衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)

摘要：我國(guó)的廣播電視信號(hào)由原來(lái)的微波傳播發(fā)展到現(xiàn)在的衛(wèi)星傳播和光纖傳播，因此廣播電視傳輸技術(shù)在不斷的進(jìn)步。作為廣播發(fā)射臺(tái)節(jié)目傳送接收工作者，必須在工作實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)傳輸技術(shù)的知識(shí)，下面本人就著重介紹衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)的主要組成部分及其基本工作原理和參數(shù)指標(biāo)，與大家共同探討分享。

關(guān)鍵詞：廣播電視 衛(wèi)星 上行站 下行站 天線 極化 接收機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN943.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2014）04-0060-03

衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)簡(jiǎn)介

早期的廣播電視信號(hào)主要是通過(guò)微波在地面沿直線傳播，傳播距離受地球彎曲弧度的影響，一般在40～60km。要增大傳播距離，就需加高天線或增加中繼站。天線高度的增加是有限度的，中繼站的增加會(huì)使信號(hào)衰減增大，成本加大。采用了衛(wèi)星廣播電視，不但擴(kuò)大信號(hào)的覆蓋面，減少地面微波中繼站和信號(hào)傳播過(guò)程中的故障率，還提高了信號(hào)的傳輸范圍和傳送質(zhì)量，因此得到了廣泛的應(yīng)用。

衛(wèi)星廣播電視是由設(shè)置在赤道上空的地球同步衛(wèi)星，先接收地面廣播臺(tái)和電視臺(tái)通過(guò)衛(wèi)星地面站發(fā)射的廣播電視信號(hào)，然后再把它轉(zhuǎn)發(fā)到地球上指定的區(qū)域，由地面上的衛(wèi)星接收設(shè)備接收供用戶收聽(tīng)收看，采用這種方式實(shí)現(xiàn)的廣播電視就叫做衛(wèi)星廣播電視。

衛(wèi)星廣播電視一般都采用同步通信衛(wèi)星，每顆衛(wèi)星都處在赤道上空同步軌道上的固定位置定點(diǎn)分布，其目的是為了使每顆通信衛(wèi)星能覆蓋到指定的服務(wù)區(qū)，各國(guó)發(fā)射的通信衛(wèi)星緯度都為0°，經(jīng)度則以衛(wèi)星與地心的連線同赤道的交點(diǎn)（稱星下點(diǎn)）的經(jīng)度表示的，在0°～360°之間。位于東經(jīng)簡(jiǎn)寫(xiě)為°E、位于西經(jīng)簡(jiǎn)寫(xiě)為°W。

隨著各國(guó)發(fā)射同步衛(wèi)星的增加，目前世界各國(guó)已有300多顆同步衛(wèi)星在360°的靜止軌道上運(yùn)行承擔(dān)著電話、電視、傳真、數(shù)據(jù)、廣播等通信。在軌位資源日趨緊缺，衛(wèi)星之間的軌位間距已由以前的國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）規(guī)定的5°縮小到如今的2.5°。衛(wèi)星軌位間距過(guò)小，不論是地面站對(duì)鄰星還是鄰星對(duì)地面站，都難以避免相互間的干擾。國(guó)際電信聯(lián)盟規(guī)定，世界上不分國(guó)家大小都享有軌位資源，各國(guó)又都想把衛(wèi)星發(fā)射到有利于本國(guó)的位置，除太平洋上空外，衛(wèi)星在軌分布常常相互沖突或靠得很近，尤其是東半球70～120° E軌道上非常擁擠，因此利用軌道資源進(jìn)行衛(wèi)星通信有著國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以便協(xié)調(diào)使用。

1.1 衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)組成

衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)主要是由上行站系統(tǒng)、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)和地面接收系統(tǒng)三大部分組成（見(jiàn)圖1）。

1.2 衛(wèi)星廣播電視的傳播方式

衛(wèi)星廣播電視的傳播方式按傳播性質(zhì)可分為轉(zhuǎn)播和直播兩種方式：

轉(zhuǎn)播：用固定衛(wèi)星業(yè)務(wù)（FSS）轉(zhuǎn)發(fā)電視信號(hào)，然后經(jīng)地面接收站傳送到有線電視前端，再由有線電視臺(tái)轉(zhuǎn)換成模擬電視送到用戶；是進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的節(jié)目傳輸，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)發(fā)器功率較小，一般在100W以下，接收需要較大的天線，主要用于有線電視臺(tái)接收，目前我國(guó)的各省臺(tái)壓縮上星傳輸采用此方式。直播：通過(guò)大功率衛(wèi)星直接向用戶發(fā)送電視信號(hào)；多用于Ku波段，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)發(fā)器功率較大，一般在100～300W之間，可用較小的天線接收，適用于集體和個(gè)人接收，可提供衛(wèi)星直接到戶的用戶授權(quán)和加密管理。

1.3 直播衛(wèi)星和衛(wèi)星直播

直播衛(wèi)星（DBS），通過(guò)以大功率輻射地面某一區(qū)域，傳送電視、多媒體數(shù)據(jù)等信息的點(diǎn)對(duì)面的廣播，直播供廣大用戶接收，屬于廣播衛(wèi)星業(yè)務(wù)（BSS），Ku波段和Ka波段（有待開(kāi)發(fā)）。而衛(wèi)星直播（DTH），則是使用Ku波段的固定衛(wèi)星業(yè)務(wù)（FSS）提供衛(wèi)星直接到戶（Direct To Home）的一項(xiàng)服務(wù)。鑫諾1號(hào)衛(wèi)星Ku波段的“村村通”工程，就是衛(wèi)星直播（DTH），而將要發(fā)射的鑫諾2號(hào)則是一顆直播衛(wèi)星（DBS）。

直播衛(wèi)星與傳統(tǒng)通信衛(wèi)星相比，具有如下特點(diǎn)：（1）轉(zhuǎn)發(fā)器的功率較大，而且地面場(chǎng)強(qiáng)分布均勻，電波利用率高。家庭可用0.5m以下直徑的天線接收。（2）按照需求設(shè)計(jì)，以成型多波束覆蓋全國(guó)，與可以單波束覆蓋全國(guó)，以提高頻率利用率。（3）不受地面頻率分配的限制（通信C波段受微波干擾），可開(kāi)展多種類(lèi)型的電視服務(wù)以及高Internet下載等數(shù)字信息服務(wù)。（4）覆蓋范圍受?chē)?guó)際公約保護(hù)，在覆蓋區(qū)內(nèi)不受其他衛(wèi)星的溢出電波干擾。

1.4 數(shù)字衛(wèi)星廣播電視的應(yīng)用

目前的數(shù)字衛(wèi)星廣播電視主要應(yīng)用在L、C、Ku波段。

（1）L波段（1467～1492MHz）：電波傳播損耗小，單波束覆蓋范圍大，對(duì)衛(wèi)星定位精度和姿態(tài)控制要求低，接收裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可用普通的螺旋天線或八木天線接收，不需要碟形天線，但頻帶窄，節(jié)目容量小，鄰星干擾大。通過(guò)便攜式接收機(jī)接收高品質(zhì)的音頻節(jié)目和高速傳輸?shù)膱D像、文字、數(shù)據(jù)、軟件等多媒體節(jié)目，可高速（128K）下載互聯(lián)網(wǎng)上的內(nèi)容，如美國(guó)世廣（World Space）衛(wèi)星多媒體信息服務(wù)平臺(tái)。（2）C波段（3.7～4.2GHz）：雨衰量小，可靠性高，服務(wù)區(qū)大，但受地面微波等干擾源的同頻干擾比較嚴(yán)重，適用于重要的衛(wèi)星節(jié)目分配業(yè)務(wù)。（3）Ku波段（10.7～12.75GHz）：服務(wù)區(qū)小，衛(wèi)星輻射功率高，同等工作條件下可用較小的天線，高降雨區(qū)難免有雨衰中斷，衛(wèi)星信道和地面射頻設(shè)備的成本較高，與地面干擾和鄰星干擾的協(xié)調(diào)比較簡(jiǎn)單，可廣泛開(kāi)展衛(wèi)星直播（DTH）、新聞采集（SNG）、互聯(lián)網(wǎng)接入、遠(yuǎn)程教學(xué)、電視購(gòu)物等多項(xiàng)服務(wù)。上行站系統(tǒng)

上行站系統(tǒng)包括上行站發(fā)射系統(tǒng)和地面測(cè)控站兩大部分。

2.1上行站發(fā)射系統(tǒng)基本工作原理

上行站發(fā)射系統(tǒng)的作用是將電視節(jié)目制作中心送出的圖像和伴音信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、均衡、變頻處理，將基帶信號(hào)變?yōu)?4GHz（Ku波段）或6GHz（C波段）的高頻信號(hào)（稱為上行信號(hào)），經(jīng)高功率放大后送至饋源，再通過(guò)定向天線向衛(wèi)星發(fā)射；同時(shí)也接收由衛(wèi)星下行轉(zhuǎn)發(fā)12GHz或4GHz的信號(hào)（稱為下行信號(hào)），包括衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的下行信號(hào)及衛(wèi)星發(fā)出的信標(biāo)信號(hào)，經(jīng)低噪聲放大，變頻及解調(diào)后還原成視頻和音頻信號(hào)，供上行站監(jiān)測(cè)電視傳輸質(zhì)量用，信標(biāo)信號(hào)送至跟蹤接收機(jī)，經(jīng)放大處理后，送至天線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，完成天線對(duì)衛(wèi)星自動(dòng)跟蹤。

上行頻率指發(fā)射站把信號(hào)發(fā)射到衛(wèi)星上用的頻率，由于信號(hào)是由地面向上發(fā)射，所以叫上行頻率。下行頻率指衛(wèi)星向地面發(fā)射信號(hào)所使用的頻率。不同的轉(zhuǎn)發(fā)器所使用的下行頻率不同，一顆衛(wèi)星上有多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，所以會(huì)有多個(gè)下行頻率。

2.2 衛(wèi)星傳送節(jié)目的方式

衛(wèi)星傳送節(jié)目可分為單路單載波（SCPC）和多路單載波（MCPC）兩種方式。

（1）單路單載波（SCPC）是對(duì)每一路信號(hào)分配一個(gè)載波的頻分多址方式，它表示每個(gè)載波只傳送一套電視節(jié)目，SCPC方式適用于僅僅傳送一套衛(wèi)星電視節(jié)目的電視臺(tái)，我國(guó)每個(gè)省級(jí)電視臺(tái)就屬于這種情況。由于僅傳送一套節(jié)目，因此衛(wèi)星上行地球站傳輸?shù)姆?hào)率就比較低，典型的數(shù)值在4Mbps～7Mbps之間，同時(shí)占用的頻帶也就比較窄，通常不超過(guò)7MHz，這樣一個(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器可以傳送五套采用SCPC方式的電視節(jié)目。SCPC方式適用于上行站不在同一地點(diǎn)而需要用同一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的情況，缺點(diǎn)是一套節(jié)目需要一個(gè)上行站。（2）多路單載波（MCPC）指幾套節(jié)目的數(shù)據(jù)流合成一個(gè)數(shù)據(jù)流，然后調(diào)制到一個(gè)載波上發(fā)送到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)節(jié)目以這種方式傳輸，在上行站內(nèi)首先對(duì)要傳送的多套數(shù)字信號(hào)進(jìn)行復(fù)接，再通過(guò)信道編碼環(huán)節(jié)后進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，最后使用一個(gè)載波將信號(hào)發(fā)送出去。由于傳送的節(jié)目多，因此與SCPC方式相比較，上行站傳送的符號(hào)率較高，占用的頻帶也較寬，但頻帶和功率利用率較高，適用于多路信號(hào)在同一地點(diǎn)上星。

2.3 地面測(cè)控站

地面測(cè)控站主要任務(wù)：一是測(cè)量衛(wèi)星的各種工程參數(shù)和環(huán)境參數(shù)；二是對(duì)衛(wèi)星上各設(shè)備的工作狀態(tài)、天線姿態(tài)、軌道位置進(jìn)行控制。

地面測(cè)控站是上行站發(fā)往衛(wèi)星的指令執(zhí)行機(jī)構(gòu)。同步在軌衛(wèi)星必須對(duì)地球或其他基準(zhǔn)物保持準(zhǔn)確的位置，如收發(fā)天線必須對(duì)準(zhǔn)地球，太陽(yáng)能電池板必須朝向太陽(yáng)，衛(wèi)星的運(yùn)行周期必須與地球自轉(zhuǎn)同步，在軌位置必須保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，設(shè)備出現(xiàn)故障必須倒向備用等等。一旦出現(xiàn)異常故障時(shí)，衛(wèi)星上的指令執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)地面測(cè)控站的指令迅速啟動(dòng)進(jìn)行調(diào)整或倒向備份。衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)

衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)由衛(wèi)星收發(fā)天線、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器和衛(wèi)星能源系統(tǒng)組成。

3.1 衛(wèi)星收發(fā)天線

早期衛(wèi)星上轉(zhuǎn)發(fā)器不多，星載天線也不多，所以形成的波束很少，基本上是固定指向的面波束，現(xiàn)代衛(wèi)星由于轉(zhuǎn)發(fā)器的增多，星載天線也很多，大多采用點(diǎn)波束或多波束，以實(shí)現(xiàn)不同極化、波段和指向的波束輻射。

（1）全球波束（Global Beam）：環(huán)球國(guó)際通信衛(wèi)星下行波束的一種形式，星載天線采用大于17°寬度的波束，由三個(gè)分別位于大西洋、太平洋和印度洋上空的通信衛(wèi)星構(gòu)成，以輻射全球三分之一的面積。由于全球波束覆蓋面積遠(yuǎn)大于僅覆蓋一個(gè)地區(qū)的國(guó)內(nèi)衛(wèi)星，所以環(huán)球衛(wèi)星信號(hào)的EIRP強(qiáng)度很弱，一般需要9米以上的天線。（2）點(diǎn)波束（Spot Beam）：波束截面為圓形或橢圓形，覆蓋地球表面的一定區(qū)域，此波束要比全球波束小。（3）成形波束（又稱賦形波束）：為提高效率和避免電波外溢對(duì)相鄰地區(qū)的干擾，將天線輻射波束的方向圖設(shè)計(jì)成與服務(wù)區(qū)的地理形狀相似，即為成形波束。成形波束可以減小衛(wèi)星之間的間隔，有利于在同步軌道上放置更多的廣播通信衛(wèi)星。

3.2 衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器

（1）簡(jiǎn)介：衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器實(shí)際上是一個(gè)高靈敏度、寬頻帶的空間中繼站，它將上行站發(fā)來(lái)的上行信號(hào)，經(jīng)頻率變換為下行信號(hào)，再放大到一定功率后向地面指定的區(qū)域發(fā)射，供地面接收設(shè)備接收。目前衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的發(fā)射功率為幾十瓦至一百瓦，每一路音視頻和數(shù)據(jù)通道都經(jīng)一個(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收處理后再傳輸，每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器處理的信號(hào)都有一個(gè)中心頻率及一定的帶寬，C波段工作頻率為4～6GHz，帶寬為36MHz；Ku波段為12～14GHz，帶寬為54MHz；一組通信衛(wèi)星通常有12～24個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。

（2）衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的參數(shù)指標(biāo)。

品質(zhì)因素（G/T）：接收天線增益G與接收系統(tǒng)噪聲溫度T之比值，它決定了衛(wèi)星接收系統(tǒng)的性能。G/T值增加，則意味著圖像質(zhì)量提高。利用減小低噪聲放大器的噪聲溫度和增加接收天線的尺寸均可以提高G/T值。

飽和通量密度（SFD）：上行載波將轉(zhuǎn)發(fā)器推到飽和時(shí)，在接收天線口面所達(dá)到的通量密度；它不是一個(gè)固定值，可通過(guò)改變轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)部增益來(lái)調(diào)整。

等效全向輻射功率（EIRP）：天線增益與功放輸出功率之對(duì)數(shù)和。天線增益隨頻率而變，不同轉(zhuǎn)發(fā)器的功放輸出功率略有不同。

波束圖：一顆廣播衛(wèi)星的EIRP是隨著接收地點(diǎn)的改變而改變的，為方便工程設(shè)計(jì)之用，將衛(wèi)星的EIRP標(biāo)注在地圖上，稱為衛(wèi)星的波束圖或衛(wèi)星的覆蓋區(qū)域，它是選擇天饋接收系統(tǒng)的依據(jù)。

極化方式：在衛(wèi)星廣播系統(tǒng)中，采用線極化和圓極化這兩種方式。所謂極化方式是指電波產(chǎn)生的電磁場(chǎng)振動(dòng)方向的變化方式，按照極化方式的不同，電波可分為線極化波和圓極化波兩種類(lèi)型。電波在空間傳播時(shí)，如果電場(chǎng)矢量的空間軌跡為一條直線，始終在一個(gè)平面內(nèi)傳播，則稱為線極化波。若電場(chǎng)矢量在空間的軌跡為一個(gè)圓，即電場(chǎng)矢量是圍繞傳播方向的軸線不斷地旋轉(zhuǎn)，則稱為圓極化波。

線極化波可分為水平極化波（H）和垂直極化波（V）兩種，水平極化波的極化方向與地面平行；垂直極化波的極化方向與地面垂直。

圓極化波可分為左旋圓極化波（L）和右旋圓極化波（R）兩種，左旋圓極化小的極化方向逆時(shí)針變化，右旋圓極化波的極化方向順時(shí)針變化。

采用線極化方式和圓極化方式各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，線極化方式的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但安裝維護(hù)復(fù)雜，而圓極化方式其電波穿過(guò)雨霧層和電離層的衰減小，且接收不用調(diào)整極化角，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單，但設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。一般國(guó)際通信衛(wèi)星通常采用圓極化方式，而區(qū)域性廣播衛(wèi)星大多采用線極化方式。

頻率復(fù)用：在衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)中，為了充分地利用寶貴的頻譜資源，采用了頻率復(fù)用技術(shù)，即在同一頻帶內(nèi)，采用了兩種不同的極化方式傳輸兩套不同的信號(hào)，兩者之間存在極化隔離，因此互不干擾。在C波段中，一般以每40MHz為一個(gè)間隔安排頻道，為防止轉(zhuǎn)發(fā)器間的串?dāng)_，之間留有4MHz的防衛(wèi)度，實(shí)際使用帶寬為36MHz，可安排12個(gè)信道，再通過(guò)極化隔離、頻率復(fù)用，信道數(shù)可加倍為24個(gè)。

3.3 衛(wèi)星能源系統(tǒng)

衛(wèi)星能源系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板和蓄電池。太陽(yáng)能電池板所獲得的電源是衛(wèi)星的主要能源，平時(shí)太陽(yáng)能電池板為星載轉(zhuǎn)發(fā)器提供電源，同時(shí)也給蓄電池進(jìn)行浮充電；在出現(xiàn)星蝕時(shí)，衛(wèi)星進(jìn)入地球的陰影區(qū)，電池板因無(wú)光照無(wú)法供電，此時(shí)備用蓄電池便開(kāi)始工作，太陽(yáng)能電池板的壽命決定了衛(wèi)星的使用壽命。衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)

衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)由室外單元（包括接收天線、饋源、高頻頭等）、室內(nèi)單元（主要是衛(wèi)星接收機(jī)）和它們之間的連接饋線（同軸電纜）組成。

4.1 衛(wèi)星接收天線

（1）簡(jiǎn)介：天線的作用就是在高頻電流和電磁波之間進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，天線既可以發(fā)射也可以接收。天線可分為發(fā)射和接收兩大類(lèi)，發(fā)射天線就是把發(fā)射機(jī)末級(jí)回路的高頻電流變換成電磁波并向特定的方向發(fā)射出去；接收天線則是把以自由空間為傳媒的電磁波還原為高頻電流。因此從理論上講，發(fā)射天線可以當(dāng)作接收天線使用，接收天線也可以充當(dāng)發(fā)射天線使用。

接收衛(wèi)星廣播電視信號(hào)要求接收天線具有高增益、高效率、低噪聲、寬頻帶、天線指向調(diào)整范圍寬等特性。

（2）衛(wèi)星接收天線的種類(lèi)。按天線的使用材質(zhì)可分為板狀天線和網(wǎng)狀天線；按天線的驅(qū)動(dòng)方式可分為普通天線、電動(dòng)天線和自動(dòng)跟蹤天線；按天線的接收性質(zhì)和構(gòu)造可分螺旋天線、平板天線、旋轉(zhuǎn)拋物面天線和球形反射面天線，其中拋物面又分為前饋、后饋和偏饋三種天線。

1）前饋天線：前饋天線又稱中心聚集天線或正饋天線，屬于一次反射式天線，其衛(wèi)星信號(hào)經(jīng)天線的拋物面反射后聚集到天線的中心焦點(diǎn)處。前饋天線一般為圓形，但也有矩形的，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，多用于C波段信號(hào)。2）后饋天線：后饋天線屬于二次反射式天線，其焦點(diǎn)處設(shè)有一副反射面，將聚集的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行二次反射，經(jīng)波導(dǎo)管傳到天線背后的高頻頭上。后饋天線可避免高頻頭在炎熱地區(qū)受光照過(guò)多而造成高溫影響。后饋天線根據(jù)副反射的形狀可分為卡塞格倫天線（副反射面是中凸形的）和格里高得天線（副反射面是中凹形的）兩種。3）偏饋天線：利用前饋或后饋天線的部分反射面，其饋源或副反射面偏離反射面的正前方，不會(huì)阻擋衛(wèi)星信號(hào)，因而效率較高。偏饋天線大多是橢圓形或菱形的，常用于Ku波段信號(hào)的接收。

室外單元的天線和饋源合稱為天饋系統(tǒng)，其中天線是接收發(fā)射到地面的衛(wèi)星信號(hào)，饋源為天線提供有效的照射；室外單元的高頻頭的作用是將接收到的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行放大、下變頻，轉(zhuǎn)換為符合接收機(jī)接收頻率范圍（950～2150MHz）內(nèi)的射頻信號(hào)，再通過(guò)同軸電纜傳送到衛(wèi)星接收機(jī)。室內(nèi)單元的衛(wèi)星接收機(jī)作用是接收C、Ku等波段高頻頭輸出的信號(hào)，并且為高頻頭提供電源。將950～2150MHz射頻信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大、變頻和解調(diào)處理后，輸出音視頻信號(hào)，供電視機(jī)接收。

衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)分為兩種類(lèi)型，一種是集體接收系統(tǒng)，一般用于有線電視系統(tǒng)內(nèi)；另一種是個(gè)人接收系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)組成之間的區(qū)別見(jiàn)圖2和圖3。

4.2 衛(wèi)星接收機(jī)

衛(wèi)星接收機(jī)是衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，在模擬衛(wèi)星廣播系統(tǒng)中使用模擬衛(wèi)星接收機(jī)，在數(shù)字衛(wèi)星廣播系統(tǒng)中則使用數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)。

（1）模擬衛(wèi)星接收機(jī)

模擬衛(wèi)星接收機(jī)由變頻、中放、調(diào)頻解調(diào)、視頻信號(hào)處理、伴音信號(hào)處理等幾個(gè)主要單元組成。

天線接收下來(lái)的衛(wèi)星信號(hào)，經(jīng)過(guò)高頻頭進(jìn)行低噪聲放大、下變頻和中放形成第一中頻信號(hào)，然后輸入到模擬衛(wèi)星接收機(jī)。

衛(wèi)星接收機(jī)首先對(duì)第一中頻信號(hào)進(jìn)行高頻放大，然后進(jìn)行變頻，將第一中頻變?yōu)榈诙蓄l，接下來(lái)采用中頻帶通濾波器選擇進(jìn)行中頻放大。衛(wèi)星接收機(jī)一定設(shè)置自動(dòng)增益控制（AGC），它的主要作用是：①當(dāng)輸入信號(hào)在較大范圍內(nèi)變化時(shí)，確保輸出信號(hào)的穩(wěn)定。②衛(wèi)星接收機(jī)的信號(hào)強(qiáng)度指示。③調(diào)整衛(wèi)星接收天線的依據(jù)。

中放后采用調(diào)頻解調(diào)器調(diào)制出基帶信號(hào)（BB），基帶信號(hào)由視頻信號(hào)和伴音副載波兩部分組成。使用低通濾波器將基帶信號(hào)中的視頻信號(hào)分離出來(lái)，然后進(jìn)行視頻處理，其中包括去加重、視放、極性選擇、去加重、阻抗變換等環(huán)節(jié)；將基帶信號(hào)中的伴音副載波信號(hào)也分離出來(lái)，然后進(jìn)行伴音變頻，生成頻率為10.7MHz的伴音中頻，進(jìn)行伴音解調(diào)、音頻去加重、音頻放大，最后得到音頻信號(hào)。

（2）數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)

數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)又稱為綜合接收解碼器（IRD），并分為DVB-S和Digicipher兩種互不兼容的制式。

數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)QPSK解調(diào)器之前的變頻和中放部分與模擬衛(wèi)星接收機(jī)是相同的，因?yàn)槠漭斎胄盘?hào)仍為連續(xù)信號(hào)；該信號(hào)與模擬衛(wèi)星廣播電視信號(hào)的區(qū)別在于：①調(diào)制信號(hào)的內(nèi)容不同。②調(diào)制的方式不同。

數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)輸出的仍然是模擬的視頻信號(hào)和音頻信號(hào)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉洪才.微波與衛(wèi)星傳輸技術(shù)[M].中國(guó)廣播電視出版社，1994年.[2]車(chē)晴，張文杰，王京玲.數(shù)字衛(wèi)星廣播與微波技術(shù)[M].中國(guó)廣播電視出版社，2003年.[3]劉洪才.廣播電視衛(wèi)星數(shù)字傳輸技術(shù)[M].中國(guó)廣播電視出版社，2003年.[4]衛(wèi)星廣播與接收技術(shù)[M].西部廣播電視特刊，1996年.

第四篇：水力發(fā)電廠整體安全與遙測(cè)遙控系統(tǒng)解決方案

水力發(fā)電廠整體安全與遙測(cè)遙控系統(tǒng)解決方案

經(jīng)過(guò)大規(guī)模的省、市、縣三級(jí)開(kāi)展報(bào)警與監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目，目前平安城市已進(jìn)入密集及二期建設(shè)深化應(yīng)用階段，為進(jìn)一步了解現(xiàn)階段平安城市的實(shí)際應(yīng)用規(guī)劃，筆者全面性的探討解決方案規(guī)劃內(nèi)容。

平安城市新一代項(xiàng)目需求

平安城市(城市監(jiān)控報(bào)警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng))是一個(gè)覆蓋整個(gè)城市的集成式、多功能、綜合性的大型監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，業(yè)務(wù)范圍涵蓋治安、交管、消防、刑偵、內(nèi)保等多個(gè)公安類(lèi)別，包括圖像監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)(包括車(chē)載移動(dòng)視頻監(jiān)控終端系統(tǒng))、重點(diǎn)要害部位監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)、居民小區(qū)技術(shù)防范系統(tǒng)、GPS和CAS機(jī)動(dòng)車(chē)防盜防劫報(bào)警系統(tǒng)、道路交通監(jiān)控和卡口系統(tǒng)、電子巡更管理系統(tǒng)等獨(dú)立而又互相協(xié)作的子系統(tǒng)。

進(jìn)一步探討現(xiàn)狀，平安城市項(xiàng)目嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是一個(gè)特大型、綜合性、功能性上既復(fù)雜又強(qiáng)大的安防管理系統(tǒng)，同時(shí)需要滿足治安管理、城市管理、交通管理、應(yīng)急指揮等需求，而且還要兼顧災(zāi)難事故預(yù)警、安全生產(chǎn)監(jiān)控等視頻監(jiān)控的需求，同時(shí)還要考慮報(bào)警、門(mén)禁等系統(tǒng)的配合集成以及與城市公共廣播系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。平安城市的應(yīng)用核心是通過(guò)人防、物防及技防的三防核心技術(shù)，來(lái)建設(shè)一個(gè)完整而安全的防范系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)間相互配合相互作用來(lái)完成的城市安全防范架構(gòu)。

發(fā)展到如今，新一代的平安城市項(xiàng)目將走上智能化平安城市方向。其包含一個(gè)平安城市綜合管理信息平臺(tái)，平臺(tái)里包括城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)字城管系統(tǒng)、災(zāi)害管理及應(yīng)急系統(tǒng)、城市能源監(jiān)控管理系統(tǒng)及城市ITS智能交通系統(tǒng)、氣象及環(huán)境信息收集等多個(gè)系統(tǒng)(如圖1)，利用各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)資源共享及整體監(jiān)督管理。系統(tǒng)前端的數(shù)據(jù)將會(huì)通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)收集器等采集信息后再傳輸?shù)街笓]調(diào)度中心。指揮調(diào)度中心管理平臺(tái)將會(huì)由視頻服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、管理服務(wù)器、報(bào)警服務(wù)器、調(diào)度控制服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、Web服務(wù)器、大屏顯示服務(wù)器和其他應(yīng)用服務(wù)器組成。這些架構(gòu)及項(xiàng)目將成為平安城市走上智慧城市的初期解決方案架構(gòu)，下文筆者從硬件及軟件上分別來(lái)說(shuō)明如何做好平安城市建設(shè)的重點(diǎn)方案——視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案規(guī)劃實(shí)務(wù)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件規(guī)劃

在智能化平安城市的硬件建構(gòu)規(guī)劃上，針對(duì)視頻監(jiān)控部分，考慮到實(shí)際的三級(jí)視頻管理平臺(tái)架構(gòu)，主要包含內(nèi)容有以下方面。

城市視頻監(jiān)控前端覆蓋點(diǎn)

在平安城市的前端監(jiān)控點(diǎn)上，我們可以依照環(huán)境的需求及目標(biāo)物的細(xì)節(jié)程度，進(jìn)行標(biāo)清、HD-SDI數(shù)字高清、網(wǎng)絡(luò)高清的攝像機(jī)配置及PTZ的選項(xiàng)，同時(shí)在不同地點(diǎn)及應(yīng)用上實(shí)行不同的方式規(guī)劃。

1.城市治安監(jiān)控點(diǎn)重要部份：在城市重點(diǎn)部位、公共場(chǎng)所、主要路口路段、城市出入口、治安案件多發(fā)地帶等區(qū)域設(shè)置各種適當(dāng)?shù)臄z像監(jiān)控點(diǎn)，采用光纖傳輸與網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母咔寰W(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)為主，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.車(chē)載和單兵移動(dòng)取證執(zhí)法系統(tǒng)布建：采用車(chē)載和單兵移動(dòng)取證執(zhí)法系統(tǒng)能快速部署到城市及其周邊的各個(gè)區(qū)域，對(duì)應(yīng)急事件可快速響應(yīng)，通過(guò)各級(jí)指揮中心遠(yuǎn)程調(diào)度和指揮，增強(qiáng)了城市治安管理的靈活性和機(jī)動(dòng)性。

3.城市卡口：在城市主要出入城道路建設(shè)高清智能卡口車(chē)輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)，采用一體化嵌入式高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)對(duì)過(guò)往車(chē)輛進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)處理。系統(tǒng)采用車(chē)牌辨識(shí)與埋地線圈檢測(cè)、視頻檢測(cè)、雷達(dá)測(cè)速等偵測(cè)方式，記錄車(chē)輛照片、前排司乘人員面目特征、識(shí)別車(chē)牌號(hào)碼和車(chē)身顏色等信息。

4.城市重要道路十字路口布建高清電子警察系統(tǒng)：在城市主要路口設(shè)置高清電子警察系統(tǒng)，對(duì)市區(qū)道路交通進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)處理。采用高架感測(cè)及埋地感應(yīng)線圈檢測(cè)方式，抓拍記錄違章車(chē)輛高清晰照片和視頻，自動(dòng)識(shí)別違章車(chē)輛車(chē)牌號(hào)碼。

派出所視頻信息前端平臺(tái)

它是最前端也是第三級(jí)平臺(tái)，是位于派出所的視頻信息前端平臺(tái)，是視頻的初步整合及攝像機(jī)管理控制部分，除了管理自己轄區(qū)內(nèi)的視頻攝像機(jī)之外，還要提供第二級(jí)平臺(tái)所需視頻。能調(diào)閱派出所轄區(qū)內(nèi)所有視頻信息實(shí)時(shí)畫(huà)面，同時(shí)進(jìn)行錄像。另外也可以通過(guò)授權(quán)，調(diào)閱轄區(qū)外交界地區(qū)的特定視頻進(jìn)行監(jiān)控及錄像。

縣公安局視頻次控平臺(tái)

公安第二級(jí)平臺(tái)為縣公安局視頻次控中心，以縣公安局為核心，組成一個(gè)完整的體系組織來(lái)管轄區(qū)內(nèi)視頻，縣級(jí)公安局監(jiān)控重要區(qū)域重點(diǎn)視頻，并上傳一級(jí)市公安局視頻平臺(tái)。第二級(jí)平臺(tái)能調(diào)看轄區(qū)內(nèi)視頻，或者經(jīng)過(guò)上一級(jí)公安機(jī)關(guān)授權(quán)，調(diào)看轄區(qū)外特定區(qū)域、地點(diǎn)的實(shí)時(shí)畫(huà)面和錄像。

市級(jí)公安局視頻監(jiān)控中心

市公安局視頻監(jiān)控中心，是平安城市整個(gè)視頻監(jiān)控的核心，可以實(shí)現(xiàn)全市視頻信息點(diǎn)的調(diào)閱及攝像機(jī)控制，包含視頻切換、控制和顯示等功能，市級(jí)公安監(jiān)控中心可以匯集全市二、三級(jí)視頻信息且能監(jiān)看實(shí)時(shí)畫(huà)面和同步錄像。

這種視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架在結(jié)構(gòu)上可為二種方式，一為分布式采集存儲(chǔ)模式，即由派出所建設(shè)系統(tǒng)平臺(tái)，負(fù)責(zé)視頻前端鏡頭的采集、存儲(chǔ)整合。二為集中式存儲(chǔ)模式，即由區(qū)縣公安局視頻圖像分中心負(fù)責(zé)視頻前端信息的采集、存儲(chǔ)整合，并把收集的視頻分發(fā)給派出所使用。視頻傳輸方案硬件規(guī)劃

公安視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與建設(shè)方案系統(tǒng)傳輸?shù)囊?guī)劃包含。

· 采用全I(xiàn)P視頻監(jiān)控構(gòu)架的方式，這是基于三級(jí)視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)的需要及實(shí)現(xiàn)視頻與控

制相關(guān)信息的傳輸需要;

· 建設(shè)公安三級(jí)傳輸專(zhuān)網(wǎng)，采用高帶寬傳輸才能實(shí)現(xiàn)高清視頻傳輸;傳輸專(zhuān)網(wǎng)必須區(qū)隔獨(dú)立于公安信息網(wǎng)以外，但可以與公安信息網(wǎng)做安全的互聯(lián)互通;

· 派出所、公安局監(jiān)控中心接入視頻監(jiān)控方式，采用分布式視頻管理，公安局對(duì)監(jiān)控做統(tǒng)一管理，對(duì)公安治安進(jìn)行集中管理和指揮。

平臺(tái)軟硬件規(guī)劃

平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)都可以實(shí)現(xiàn)所有視頻的集中管理，最大限度的實(shí)現(xiàn)跨級(jí)跨區(qū)域、跨部門(mén)視頻監(jiān)控資源共享和互聯(lián)互控，保證聯(lián)網(wǎng)的視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量，提供一個(gè)視頻信息資源的統(tǒng)一監(jiān)控檢索系統(tǒng)，充分發(fā)揮視頻監(jiān)控系統(tǒng)在加強(qiáng)社會(huì)管理，提升警務(wù)效率、組織防治、預(yù)防和打擊違法犯罪等方面的作用。在監(jiān)控中心平臺(tái)規(guī)劃上必須有以下條件。

1.建設(shè)集中、統(tǒng)一的平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)。結(jié)合全市所轄各單位圖像信息建設(shè)的特點(diǎn)，進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一管理，形成市局、縣局、派出所三級(jí)，點(diǎn)、線、面的公共安全技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)全市圖像資源的上傳下達(dá)，全網(wǎng)圖像資源共享。

2.多級(jí)聯(lián)網(wǎng)的平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)。市局和縣局監(jiān)控中心能調(diào)看到下屬各個(gè)派出所監(jiān)控中心、派出所下屬的各個(gè)行政村、主要街道、社會(huì)單位的所有攝像機(jī)圖像，能控制下屬的各個(gè)派出所的活動(dòng)攝像機(jī)。各個(gè)派出所調(diào)看、控制本轄區(qū)下屬的各個(gè)監(jiān)控室的所有攝像機(jī)圖像。分局監(jiān)控中心可以對(duì)前端監(jiān)控點(diǎn)所屬攝像機(jī)進(jìn)行控制。

3.平臺(tái)的兼容性。平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以兼容國(guó)內(nèi)各廠牌的DVR、DVS、NVR、IPC等類(lèi)型設(shè)備，必須兼容所涉及的硬設(shè)備。

4.平臺(tái)的開(kāi)放性。平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)必須考慮與既有全市各區(qū)縣公安系統(tǒng)已建平臺(tái)能進(jìn)行無(wú)縫對(duì)接，要能與硬件整合達(dá)成一致，便利售后服務(wù)。

5.多級(jí)用戶權(quán)限管理。能夠結(jié)合公安機(jī)關(guān)的組織機(jī)構(gòu)實(shí)行多級(jí)部門(mén)、多級(jí)用戶權(quán)限管理，提供自上而下的控制與管理，上級(jí)部門(mén)可以對(duì)下級(jí)部門(mén)進(jìn)行管理和控制;支持用戶優(yōu)先級(jí)級(jí)別管理，確保系統(tǒng)中高級(jí)用戶和各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)在重大情況或緊急情況下對(duì)系統(tǒng)的操作控制優(yōu)先權(quán)。

6.應(yīng)急預(yù)案。在報(bào)警發(fā)生時(shí)，可以通過(guò)應(yīng)急預(yù)案實(shí)現(xiàn)報(bào)警聯(lián)動(dòng)，使平臺(tái)值班人員能夠及時(shí)了解報(bào)警相關(guān)信息及現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)，并且事后可以通過(guò)報(bào)警信息查詢或檢索相關(guān)錄像數(shù)據(jù)。

7.電子地圖。在公安市局和縣局監(jiān)控中心可以顯示所轄派出所、行政村等多級(jí)、多層的電子地圖，能顯示街區(qū)分布、派出所轄區(qū)范圍、警力分布、小區(qū)警務(wù)室及聯(lián)防點(diǎn)、治安點(diǎn)位置等。并且能點(diǎn)擊顯示監(jiān)控點(diǎn)圖像;通過(guò)電子地圖可以對(duì)監(jiān)控網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行配置操作。

8.智能巡檢?？梢詫?duì)市局和縣局所轄設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)巡檢，值班工作人員可以隨時(shí)查看系統(tǒng)DVR、DVS、各類(lèi)服務(wù)器、工作站等工作狀態(tài)以及網(wǎng)絡(luò)狀況;系統(tǒng)可以自動(dòng)生成各監(jiān)控點(diǎn)每天工作狀況、發(fā)生故障的種類(lèi)和時(shí)間等，便于主管部門(mén)全面了解監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)

現(xiàn)系統(tǒng)中出現(xiàn)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高效、智能的系統(tǒng)管理與維護(hù)。

9.報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制。在報(bào)警發(fā)生時(shí)，能自動(dòng)切換預(yù)設(shè)的攝像機(jī)，將對(duì)應(yīng)的監(jiān)控圖像切換至相應(yīng)的監(jiān)視器上，并自動(dòng)定位在相應(yīng)的預(yù)置位上，并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程預(yù)覽組切換;支持任意選擇攝像機(jī)進(jìn)行視頻群組預(yù)覽。

10.報(bào)警事件轉(zhuǎn)發(fā)功能。在派出所監(jiān)控中心出現(xiàn)嚴(yán)重警情，需要向分局監(jiān)控指揮中心請(qǐng)示時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整報(bào)警級(jí)別轉(zhuǎn)送到縣局監(jiān)控中心，在縣局監(jiān)控中心電子地圖上閃爍提示報(bào)警點(diǎn)位置，并且可以彈出報(bào)警點(diǎn)視頻圖像。

11.圖像的存儲(chǔ)和備份功能。所有圖像均可在各派出所及縣次控中心進(jìn)行統(tǒng)一錄像，規(guī)劃采用IP-SAN可以進(jìn)行每天24小時(shí)的集中存儲(chǔ),同時(shí)可對(duì)磁盤(pán)陣列采取一定的冗余備份功能規(guī)劃。

12.集中下載功能。在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異?；蚱渌闆r下，前端監(jiān)控點(diǎn)視頻圖像無(wú)法順利上傳至監(jiān)控中心;在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后，可以進(jìn)行非實(shí)時(shí)集中下載，自動(dòng)從前端硬盤(pán)錄像機(jī)下載視頻片段，有效解決網(wǎng)絡(luò)故障、網(wǎng)絡(luò)帶寬等引起的錄像集中存儲(chǔ)與監(jiān)看問(wèn)題。

13.脫機(jī)運(yùn)行功能。在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)可以利用本地?cái)?shù)據(jù)啟動(dòng)服務(wù)實(shí)現(xiàn)正常工作并生成日志文件;在網(wǎng)絡(luò)連通后，可自動(dòng)將脫機(jī)工作生成的日志上傳到數(shù)據(jù)中心，保證系統(tǒng)安全。

14.多屏幕聯(lián)動(dòng)功能。在各級(jí)監(jiān)控中心的工作站上，可以將前端監(jiān)控點(diǎn)的視頻圖像還原成模擬信號(hào)輸出到大屏幕電視墻上，實(shí)現(xiàn)電子地圖、視頻圖像以及大屏幕電視墻多屏聯(lián)動(dòng)。

15.鍵盤(pán)控制功能。在監(jiān)控中心可以通過(guò)鍵盤(pán)對(duì)遠(yuǎn)程的攝像機(jī)、云臺(tái)等進(jìn)行控制。如：云臺(tái)控制(上下左右，自動(dòng))、攝像頭控制(光圈，變倍，聚焦)。

16.加密機(jī)制。要求數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中使用加密機(jī)制，并進(jìn)行全程跟蹤、記錄，防止被竊聽(tīng)、篡改等非法使用，保障系統(tǒng)信息安全。

以上為平安城市監(jiān)控中心規(guī)劃方案，也許并非完整涵蓋功能與需求，但對(duì)一個(gè)監(jiān)控中心的平臺(tái)來(lái)說(shuō)，基本的要求都已到位。

管理規(guī)劃

平安城市建設(shè)的遠(yuǎn)期目標(biāo)是構(gòu)建城市綜合預(yù)警系統(tǒng)和應(yīng)急指揮體系，現(xiàn)實(shí)目標(biāo)是建設(shè)一套集社會(huì)治安綜合治理、城市交通管理和消防調(diào)度指揮于一體的城市警務(wù)綜合管理系統(tǒng)，以科技創(chuàng)新帶動(dòng)警務(wù)工作創(chuàng)新，以資源整合帶動(dòng)警務(wù)工作整合，充分發(fā)揮政府其它各行政部門(mén)、城管、小區(qū)聯(lián)防的力量，形成黨委領(lǐng)導(dǎo)、政府組織、公安管理、警民聯(lián)動(dòng)、全社會(huì)齊抓共管的的社會(huì)治安綜合管理的新局面，為進(jìn)一步構(gòu)建城市綜合預(yù)警系統(tǒng)和應(yīng)急指揮體系奠定基礎(chǔ)。

在平安城市項(xiàng)目中除了各種硬件規(guī)劃之外，軟件部份所需要的管理服務(wù)器也是規(guī)劃的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，這些軟件解決方案除操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等系統(tǒng)軟件外，還包括各種監(jiān)控管理平臺(tái)、流媒體軟件、監(jiān)控軟件、智能交通系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)等。平安城市綜合管理信息公共服務(wù)平臺(tái)，包括城市內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)字化城市管理系統(tǒng)、道路交通等多個(gè)系統(tǒng)，利用市區(qū)級(jí)數(shù)據(jù)交換平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資源共享。監(jiān)督指揮調(diào)度中心管理平臺(tái)由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、管理服務(wù)器、報(bào)警服務(wù)器、調(diào)度控制服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、Web服務(wù)器、顯示服務(wù)器和其它應(yīng)用服務(wù)器組成。

第五篇：FPGA數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

FPGA數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

在個(gè)人成長(zhǎng)的多個(gè)環(huán)節(jié)中，大家或多或少都會(huì)接觸過(guò)論文吧，論文是我們對(duì)某個(gè)問(wèn)題進(jìn)行深入研究的文章。怎么寫(xiě)論文才能避免踩雷呢？下面是小編為大家整理的FPGA數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。

1系統(tǒng)及其原理

基于通用信號(hào)處理開(kāi)發(fā)板，利用FPGA技術(shù)控制AD9233芯片對(duì)目標(biāo)模擬信號(hào)采樣，再將采樣量化后的數(shù)據(jù)寫(xiě)入U(xiǎn)SB接口芯片CY7C68013的FIFO中，F(xiàn)IFO寫(xiě)滿后采用自動(dòng)觸發(fā)工作方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機(jī)。利用VC＋＋6．0軟件編寫(xiě)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)友好的人機(jī)交互界面，將傳輸?shù)絇C機(jī)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存和實(shí)時(shí)回放。本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下兩大功能：1）ADC模塊對(duì)目標(biāo)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，利用FPGA技術(shù)將采樣后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)経SB接口芯片CY7C68013的FIFO中存儲(chǔ)。2）運(yùn)用USB2．0總線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，將雷達(dá)回波信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機(jī)實(shí)時(shí)回放。分為應(yīng)用層、內(nèi)核層和物理層3部分。應(yīng)用層和內(nèi)核層主要由軟件實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用層采用VC＋＋6．0開(kāi)發(fā)用戶界面程序，為用戶提供可視化操作界面。內(nèi)核層基于DriverWorks和DDK開(kāi)發(fā)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序，主要起應(yīng)用軟件與硬件之間的橋梁作用，把客戶端的控制命令或數(shù)據(jù)流傳到硬件中，同時(shí)把硬件傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。物理層主要以FPGA為核心，對(duì)USB接口芯片CY7C68013進(jìn)行控制，通過(guò)USB2．0總線實(shí)現(xiàn)對(duì)中頻信號(hào)采集。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用自底向上的方法，從硬件設(shè)計(jì)開(kāi)始逐步到最終的應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。

2硬件設(shè)計(jì)

FPGA在觸發(fā)信號(hào)下，控制ADC采樣輸入信號(hào)，并存入FIFO中。當(dāng)存滿時(shí)，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入U(xiǎn)SB接口芯片CY7C68013，同時(shí)切換另一塊FIFO接收ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)乒乓存儲(chǔ)，以提高效率。FPGA模塊的一個(gè)重要作用是控制USB接口芯片CY7C68013。當(dāng)ADC采樣后，數(shù)據(jù)進(jìn)入FPGA模塊，F(xiàn)PGA控制數(shù)據(jù)流將其寫(xiě)入CY7C68013的FIFO中，以便于USB向PC機(jī)傳輸。CY7C68013的數(shù)據(jù)傳輸模式采用異步slaveFIFO和同步slaveFIFO切換模式。通過(guò)實(shí)測(cè)，前者傳輸速度約為5～10Mbit／s，后者傳輸速度最高可達(dá)20Mbit／s，傳輸速度的提高可通過(guò)更改驅(qū)動(dòng)程序的讀取方式實(shí)現(xiàn)。

3軟件設(shè)計(jì)

3．1USB驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

USB2．0總線傳輸技術(shù)最高速率可達(dá)480Mbit／s。本系統(tǒng)采用批量傳輸?shù)膕laveFIFO模式。CY7C68013芯片內(nèi)部提供了多個(gè)FIFO緩沖區(qū)，外部邏輯可對(duì)這些端點(diǎn)FIFO緩沖區(qū)直接進(jìn)行讀寫(xiě)操作。在該種傳輸模式下，USB數(shù)據(jù)在USB主機(jī)與外部邏輯通信時(shí)無(wú)需CPU的干預(yù)，可大大提高數(shù)據(jù)傳輸速度。Cypress公司為CY7C68013芯片提供了通用的驅(qū)動(dòng)程序，用戶可根據(jù)需求開(kāi)發(fā)相應(yīng)的固件程序。

3．2FPGA模塊程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)中FPGA模塊的'核心作用是控制AD9233芯片進(jìn)行采樣。AD9233作為高速采樣芯片，其最高采樣速率達(dá)125Mbit／s，最大模擬帶寬為650MHz。通過(guò)改變采樣速率可使該系統(tǒng)采集不同速率需求的信號(hào)，擴(kuò)展了該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。描述FPGA控制USB數(shù)據(jù)寫(xiě)入接口芯片F(xiàn)IFO的狀態(tài)機(jī)如圖6所示。狀態(tài)1表示指向INFIFO，觸發(fā)FIFOADR［1：0］，轉(zhuǎn)向狀態(tài)2；狀態(tài)2表示若FIFO未滿則轉(zhuǎn)向狀態(tài)3，否則停留在狀態(tài)2；狀態(tài)3表示驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)到總線上，通過(guò)觸發(fā)SLWR寫(xiě)數(shù)據(jù)到FIFO并增加FIFO的指針，然后轉(zhuǎn)向狀態(tài)4；狀態(tài)4表示若還有數(shù)據(jù)寫(xiě)則轉(zhuǎn)向狀態(tài)2，否則轉(zhuǎn)向完成。

3．3上位機(jī)設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，利用VC＋＋MFC在PC機(jī)上編寫(xiě)了可視化操作界面，即上位機(jī)。上位機(jī)既用于數(shù)據(jù)采集的控制，同時(shí)也用于采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回放。上位機(jī)界面如圖7所示。上位機(jī)主要功能：

1）按下“檢測(cè)USB”按鈕，可檢測(cè)USB是否連接正常，并顯示USB基本信息。

2）按下“開(kāi)始采集”按鈕，可將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機(jī)并實(shí)時(shí)回放數(shù)據(jù)波形；再次按下“開(kāi)始采集”按鈕，可暫停數(shù)據(jù)波形回放。

3）按下“保存數(shù)據(jù)”按鈕，可將采集的數(shù)據(jù)以＊．dat文件的形式存儲(chǔ)到PC機(jī)硬盤(pán)。

4）按下“結(jié)束采集”按鈕，可關(guān)閉采集系統(tǒng)并退出界面；或按下“確定”和“取消”按鈕，也可直接退出界面。

4系統(tǒng)實(shí)測(cè)

為了測(cè)試數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)，利用通用信號(hào)處理開(kāi)發(fā)板設(shè)計(jì)了DDS模塊。該DDS模塊產(chǎn)生一個(gè)正弦波作為測(cè)試信號(hào)，通過(guò)AD9744芯片轉(zhuǎn)換后變?yōu)槟M信號(hào)輸出，并將此輸出信號(hào)接至示波器以便驗(yàn)證系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)的實(shí)物圖及系統(tǒng)實(shí)測(cè)波形與回放波形。

5結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)實(shí)際測(cè)試，基于FPGA的數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)的要求。此系統(tǒng)能夠?qū)δ繕?biāo)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并能對(duì)采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回放，且可將數(shù)據(jù)以＊．dat文件的形式存入PC機(jī)硬盤(pán)；系統(tǒng)具有高速的采集傳輸功能，上位機(jī)能夠?qū)崟r(shí)、動(dòng)態(tài)地回放數(shù)據(jù)；信號(hào)采集板和處理板共用一套硬件，避免了重復(fù)制板，在實(shí)際調(diào)試時(shí)可方便地在信號(hào)采集與信號(hào)處理的工作模式間來(lái)回切換，提高了工作效率。原驅(qū)動(dòng)程序官方版本為了滿足通用性和穩(wěn)定性的要求，限制了傳輸速率，本設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的USB驅(qū)動(dòng)程序，提高了傳輸速率。